エレベーター省エネ設備サプライヤーは、エレベーターの省エネ効果を高めるには、長く困難な作業であることを改めて認識しています。日常的な管理努力（通勤時間帯以外のエレベーターに自動センサーを設置するなど）に加え、最も重要なのは製造企業の技術研究と製造プロセスです。統計データによると、エレベーターの駆動ホストが荷物を牽引する際の消費電力は、エレベーターの総消費電力の70%以上を占めています。そのため、省エネエレベーターの実運用の焦点は、駆動・牽引システム、エレベーターの速度調整方法、制御方法の更新と改善にあります。エレベーター業界における省エネ技術の徹底的な研究開発により、エレベーターの省エネは多角的な発展を遂げてきました。
1. エネルギーフィードバック技術
エネルギーフィードバック技術とは、モータが発電状態にある時に、インバータを用いて周波数変換器の直流側を交流電力に変換し、電力網にフィードバックする技術です。エレベーターの動作特性から、運転状態の半分は発電状態であることがわかります。理論上、エネルギーフィードバック技術の省エネ効果は非常に高いはずです。不完全な統計によると、現在、エレベーターの90%以上が回生抵抗加熱という形でこのエネルギーを無駄にしています。エネルギーフィードバック技術は、エレベーターの入力電源を制御対象として扱うため、多くの利点があります。現在、この技術は多くのエレベーターメーカーで広く採用されており、高度な多重整流技術によって処理された電力を建物の電力網にフィードバックし、建物内の他の電気機器で使用できる電力フィードバックシステムが開発されています。フィードバックされた電気エネルギーはバッテリーに蓄えられ、電力網内の他の電気機器に直接供給されて使用されます。このハイブリッド電動エレベーターシステムは、従来製品と比較して、総合的な省エネ効率が20～50%です。エレベーターをグリーンな「発電所」に変え、他の機器に電力を供給することで、節電効果が得られます。さらに、エネルギー消費用の抵抗器を交換することで、機械室内の周囲温度が低下し、エレベーター制御システムの動作温度が改善され、エレベーターの寿命が延びます。機械室ではエアコンなどの冷却設備を使用する必要がなくなり、間接的に節電効果も得られます。
2. VVVF（可変電圧可変周波数速度制御）技術
VVVF技術は、現代の交流速度制御エレベーター駆動制御システムに広く使用されています。成熟したVVVF技術をエレベーター駆動システムに使用することは、今日ではエレベーターの駆動制御性能を向上させ、エレベーターの運行品質を高めるための主な方法となっています。VVVF技術は、さまざまなタイプの交流デュアルスピードモーター速度制御ドライブを排除し、直流ギアレスドライブに取って代わりました。これにより、エレベーターの運行性能が向上するだけでなく、エネルギーを効果的に節約し、損失を削減できます。以下は、エレベーターの運転のさまざまな段階に応じてVVVFエレベーターの省エネ性能を分析します。エレベーターの運転は、始動、定速運転、ブレーキの3つの段階に簡略化できます。（1）始動段階：VVVFは低周波状態で始動するため、無効電流が低くなり、始動電流とエネルギー消費量の合計が大幅に削減されます。（2）定速区間：定速運転中のACVV（電圧および速度制御）エレベーターの消費エネルギーは、全負荷および半負荷上昇条件下でのVVVF制御エレベーターの消費エネルギーとほぼ同じです。軽負荷上昇時（または重負荷下降時）には、逆プル効果により、ACVVエレベーターは電力網からエネルギーを取得してブレーキトルクを生成する必要がありますが、VVVFエレベーターは回生ブレーキ状態で動作し、電力網からエネルギーを取得する必要がありません。 （3）ブレーキセクション：ACVVエレベーターのブレーキセクションでは、一般的にエネルギー消費ブレーキ方式が採用されており、電力網からエネルギー消費ブレーキ電流を取得し、その電流が熱エネルギーに変換されてモーターのローターで消費されます。慣性ホイールが大きいモーターの場合、エネルギー消費ブレーキ電流は60～80Aに達することがあり、モーターの発熱も比較的深刻です。VVVFエレベーターは、ブレーキフェーズ中に電力網からのエネルギーを必要とせず、電動モーターは回生ブレーキ状態で動作します。エレベーターシステムの運動エネルギーは電気エネルギーに変換され、モーターの外部抵抗によって消費されます。これにより、省エネになるだけでなく、ブレーキ電流によるモーターの発熱現象も回避されます。
実際の運用計算によると、VVVF制御のエレベーターは、ACVV調速エレベーターと比較して30%以上の省エネ効果があります。また、VVVFシステムは電気システムの力率を改善し、エレベーターの回線設備と電動モーターの容量を30%以上削減できます。以上のことから、VVVF可変周波数調速エレベーターは明らかな省エネ特性を有し、エレベーター調速の発展方向を体現し、経済効果と社会効果の両方において大きなメリットをもたらすことがわかります。
3. DCバスエレベーター制御システムの原理と応用
エレベーターが頻繁に使用される場所では、1台のエレベーターだけでは十分ではなく、2台以上のエレベーターが同時に使用されることがよくあります。このように、1台または2台のエレベーターが発電時に発生する余剰エネルギーを、これらのエレベーターが共有するバスバーにフィードバックすることで、省エネを実現することが考えられます。共通DCバスエレベーター制御システムは、一般的に遮断器、接触器、インバータ、モーター、ヒューズで構成されています。その特徴は、システムのDC側にあるすべてのエレベーターを共通のバスバーに接続することです。これにより、各エレベーターは動作中に独自のインバータを介して交流電力を直流電力に変換し、バスにフィードバックすることができます。バスバー上の他のエレベーターはこのエネルギーを最大限に活用できるため、システム全体のエネルギー消費量を削減し、省エネを実現できます。エレベーターの1台が故障した場合は、そのエレベーターのエアスイッチをオフにするだけです。この方式は、構造がシンプルでコストが低く、安全性と信頼性に優れています。
4. 新しい牽引媒体の応用
エレベーターの従来の牽引媒体はワイヤーロープであり、ワイヤーロープの重量と摩擦により多くのエネルギーを消費します。エレベーター業界では、従来のワイヤーロープの代わりにポリウレタン複合鋼帯を採用することで、従来のエレベーターの設計概念を完全に覆し、省エネと効率化を実現しました。厚さわずか3ミリメートルのポリウレタン鋼帯は、従来のワイヤーロープよりも柔軟性と耐久性に優れ、寿命は従来のワイヤーロープの3倍です。ポリウレタン鋼帯の高靭性と高抗力により、メインエンジンの設計は小型化傾向にあります。メインエンジンの牽引輪の直径は100〜150ミリメートルまで縮小できます。永久磁石ギアレス技術と組み合わせることで、従来のメインエンジンと比較して牽引機の容積を70％削減でき、機械室のない設計を容易に実現でき、建物のスペースを大幅に節約し、建設コストを削減します。現在、オーティスGEN2エレベーターとXunda 3300APエレベーターの両方にこの技術が採用されており、従来のエレベーターと比較して最大50%の省エネ効果が実証されています。また、Xundaエレベーター社の高強度コアレス合成繊維トラクションロープは現在運用検証段階にあり、近い将来中国市場に投入される見込みです。
5. 可変速技術
可変速エレベーター技術は、近年登場したもう一つの新しい省エネ・環境に優しい技術です。可変速エレベーター技術の研究開発は、従来のエレベーター製品の省エネポテンシャルに基づいています。従来のエレベーターの運転中は、満員・空荷を問わず、牽引機が最大負荷、つまり牽引機の出力が最大になる場合にのみ定格速度が設定されます。しかし、乗客が約半分しかいない場合、ボックスがカウンターウェイトとバランスしているため、牽引機への負荷は実際には小さく、出力に余裕があります。つまり、牽引機の電力の一部しか使用されていないことになります。可変速エレベーター技術とは、低負荷時に余剰電力を利用して、同じ電力条件下でエレベーターの速度を上げる技術です。この新技術を適用することで、エレベーターの最高速度を定格速度の1.6倍まで上げることができます。シミュレーション実証では、乗客の待ち時間が約12％短縮されました。これは、乗客が最も不満を抱いているエレベーターの待ち時間と乗車時間を短縮するだけでなく、移動効率と快適性も向上させます。移動効率の向上により、エレベーターの待機時間が延長され、エレベーターの照明を消すことができるため、大幅な省エネ効果が得られます。同時に、可変速エレベーター技術は、牽引機の機種を増やすことなくエレベーターの速度を1段階上げることができるため、コストと省エネに重要な役割を果たすことができます。
6. 目的層選択システム
この使用コンセプトは、継続的な改善と研究開発の革新を通じて、中国の人々に受け入れられ、業界でのフォロワーの継続的な再創造につながっています。簡単に言えば、従来のエレベーターは、エレベーターに乗り込んだ後に階を選択し、行きたい階をエレベーターに伝えるだけです。ピーク時には、層ごとに停止することが多く、非効率的です。しかし、目的階選択システムを適用することで、同じ階に行く人をエレベーターに乗る前に整理することができ、効率を向上させることができます。関連するソフトウェアデータベース、Bluetoothテクノロジー、コミュニティ管理システムを組み合わせることで、スマートカード呼び出しとエレベーターの割り当てを使用して、エレベーターをスマートビルに真に統合します。建物に入る人の活動エリアが事前に設定されており、建物とコミュニティの管理効率と安全レベルが向上します。
7. エレベーターかごの照明システムとフロア表示システムを更新する
関連情報によると、エレベーターかご内で一般的に使用されている白熱灯、蛍光灯などの照明器具をLED発光ダイオードに更新することで、照明使用量を約90%削減でき、器具の寿命は従来の器具の30～50倍になります。LEDランプは一般的に1Wの電力しかなく、発熱もなく、様々な外観デザインや光学効果を実現でき、美しく優雅な印象を与えます。エレベーターはスタンバイモードになっており、フロアディスプレイシステムは常に作動状態です。スリープ技術を使用して自動的に電源をオフまたは明るさを半分に下げることで、省エネ目標も達成できます。